边坡采空区荷载数值模拟地表变形论文

1、【摘要】随着我国国民经济的快速增长，人们对矿产资源的需求量也越来越大，由于地下矿产的大量开挖，使得一些老的工业城市形成大规模的采空区，采空区所导致的地质灾害日益严重。于此同时随着我国城市化进程和城市人口的不断增加，一些大的工业厂房、民用建筑、隧道、高速公路、桥梁等不得不修建在采空区之上。煤炭储量丰富的西部城市大多位于地形地质条件复杂的丘陵地区或山区。由于地表移动角、沉陷角预测困难等原因使得矿区规划不合理，一些采煤工作面所形成的采空区直接或间接影响着边坡稳定性，极易造成边坡失稳形成大的滑坡、崩塌、沉陷等地质灾害，严重影响着人民的生命安全和建筑物的稳定性。因此，开展采空区对边坡稳定性的研究就显得尤

2、为重要。本文以晋城至侯马高速公路阳城关门段（本文中以下简称阳关高速公路）下伏蒿峪煤矿、北崖煤矿采空区为实验研究基地，运用现场调查、相似材料模拟实验和运用FLAC3D建立蒿峪煤矿采空区数学模型的方法，系统地研究和分析水平煤层当采煤工作面采宽从小变到大时,不同边坡角度情况下边坡覆岩稳定性及地表变形移动规律、采空区裂隙的分布发育规律以及荷载作用下采空区残余变形破坏规律。取得的主要成果如下：1.根据物理模型实更多还原E【AbstractWiththerapidgrowthofChinesenationaleconomy,thereisanincreasinglyhighdemandsforminera

3、lresources.Andbecauseofthelargenumberofundergroundmineralexcavations,someoftheoldindustrialcitieshaveformedmanylarge-scalemined-outareas,whichcausedincreasinglyseriousgeologicaldisasters.Inthemeanwhile,withChinasurbanizationandgrowingurbanpopulation,anumberoflargeindustrialplants,civilconstruction,t

4、unnels,highwaysandbridgeshavetobebuiltontop.更多还原E2【关键词】边坡；采空区；荷载；数值模拟；地表变形；【Keywordssideslopes；mined-outareas；load；numericalsimulation;grounddeformation;摘要3-5ABSTRACT5-6第一章序言9-151.1课题的由来及研究意义9-101.2国内外研究现状及存在的问题10-131.2.1开采沉陷研究10-111.2.2采空区残余变形规律研究11-121.2.3采空区稳定性评价研究12-131.3研究内容131.4研究方法13-15第二章研究区

5、地质采矿条件15-232.1工程概况152.2研究区地质及采矿条件15-172.2.1 研究区地质概况15-162.2.2 研究区采矿条件概况16-172.3实验段地质采矿条件17-23第三章相似材料模拟实验设计23-313.1 模型实验的设计23-263.1.1 模型概况233.1.2 相似常数的选取23-243.1.3 相似材料配比及分层用量24-263.2模型位移监测点的布置26-293.3 数据的采集29-31第四章采动覆岩移动及地表沉陷规律研究31-394.1 中等坚硬顶板房柱式开采覆岩变形规律31-354.1.1 3-1工作面的开采31-324.1.2 3-2工作面的开采32-334.1.3 3-3工作面的开采334.1.4 3-4工作面的开采33-354.2 坚硬顶板房柱式开采覆岩变形规律35-364.2.115-1